制冷系统保障了人类生活以及工作空间的舒适性,是一种必不可少的工业及生活系统。在整个系统中,担任着主要流量控制元器件的电子膨胀阀(Electronic Expansion Valv e)以及与外界换热的管壳式换热器对系统的运行影响巨大。在目前所应用的制冷系统中,电子膨胀阀的控制一般来自于PID控制器。由PID控制的电子膨胀阀作为整个系统的流量控制器,影响着空调舒适性以及整个系统工作的经济性,如何在不降低整个系统舒适性的前提下,通过获取最优控制参数以获得最优流量最终达到提高整个系统经济性显得尤为重要;另一方面常规管壳式换热器的弓形折流板设计使得换热性能差且壳程压损较大,换热性能难以充分发挥,这些缺点对整个系统的节能性造成了很大的影响。本文基于空调系统的经济性以及舒适性开展了以下几项工作:首先,针对电子膨胀阀开度与流体流量之间的特性关系、控制特性进行了仿真实验,通过仿真实验的方式得到电子膨胀阀开度与流体流量之间的特性关系曲线、控制特性响应曲线,得到了电子膨胀阀的控制的线性关系。其次,提出采用模糊推理实现PID参数的自整理修订以及利用粒子群算法对控制器PI D参数进行整定,并与常规PID算法控制器的控制性能两者进行比较,通过Simulink编写控制图进行阶跃响应模拟,可以得出经过模糊自整定的PID控制器具有更快的响应速度、良好的动态性能以及能够较好地抵抗外部干扰,具有较强的自动调整的能力,一定程度上改善了常用PID控制器的控制性能,使在系统正常工作中获取最优的控制参数,进而获得实际工况下的最优流量,而粒子群算法优化后的PID控制器相较于模糊PID的控制性能又有了很大的提高;再次,针对电子膨胀阀控制的单一优化存在和实际情况差别较大的地方,采用电子膨胀控制优化与恒温空调房间优化串级控制的方法,利用仿真程序,进一步对系统的工作状态、工作参数进行优化。利用算法优化后的PID控制参数,确定最优开度下的制冷剂流量。最后,针对常规内置弓装扰流板的管壳式换热器的缺点,提出在折流板上开孔以达到增强换热能力以及降低流动阻力。并采用CFD软件Fluent对四块上下布置的弓形开孔折流板管壳式换热器进行数值模拟。针对模拟结果的对比分析,我们发现,开孔折流板温度场以及压力场分布较为均匀,利于增强换热;借助上述获得的最优制冷剂流量,分别在最优流量下和常规流量下进行数值模拟。利用CFD软件Fluent在不同流量下进行弓形开孔折流板管壳式换热器进行数值模拟,进一步验证优化流量下的能提高换热性能